Development of new process for production of IgY antibody from egg using mRNA-based antigen: Production of IgY against Helicobactor pyroli, cause of gastric cancer

ประเทศไทยมีประชากร กว่า 66 ล้านคน มีจำนวนผู้สูงอายุที่อายุมากกว่า 65 ปี ประมาณ 6.5 ล้านคน คิดเป็นร้อยละ 9.9 ของประชากรทั้งหมดของประเทศ ซึ่งเป็นประเทศที่มีสัดส่วนประชากรผู้สูงอายุมากเป็นอันดับสองของอาเซียนรองจากสิงคโปร์ ถือได้ว่าประเทศไทยก้าวเข้าสู่สังคมสูงวัย (Aging Society) แล้ว จากการที่ผู้สูงวัยต้องเผชิญปัญหาสุขภาพทั้งด้านร่างกายและจิตใจ ดังนั้นอาหารเพื่อสุขภาพ เช่น อาหารไขมันต่ำ ไม่มีคอเลสเตอรอล น้ำตาลน้อยหรือไม่ใส่เลย รวมทั้งผลิตภัณฑ์ที่ป้องกันหรือช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดโรคต่าง ๆ อาทิ โรคหัวใจและหลอดเลือด มะเร็ง เบาหวาน และระบบย่อย เป็นต้น และกลุ่มผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพ จึงเป็นกลุ่มที่ตอบสนองต่อความต้องการของสังคมสูงวัยได้ดี

การพัฒนาผลิตภัณฑ์เพื่อเสริมภูมิคุ้มกันในรูปแบบแอนติบอดีที่ได้จากไข่ไก่ ที่เรียกว่า “Immunoglobulin Y” หรือ IgY จึงเป็นอีกหนึ่งผลิตภัณฑ์ที่ควรพัฒนาเพื่อให้ผู้บริโภคสูงวัยได้รับประโยชน์ทั้งในการป้องกันและรักษาโรคได้เป็นอย่างดี โดยสามารถออกแบบการสร้าง IgY ให้จับจำเพาะและกำจัดสิ่งที่เป็นสาเหตุในการก่อโรค เช่น ไวรัส แบคทีเรีย เซลล์มะเร็ง เป็นต้น ซึ่งเป็นวิธีการเดียวกับการสร้างแอนติบอดีชนิดอื่น ๆ อันประกอบด้วยการฉีดกระตุ้นภูมิคุ้มกันไก่ด้วยแอนติเจนที่อาจอยู่ในรูปของเซลล์ หรือ อนุภาคไวรัส หรือ สารชีวโมเลกุล เช่น โปรตีน หรือ DNA เป็นต้น เมื่อไก่ได้รับแอนติเจนเข้าสู่ร่างกายกลไกในการสร้างแอนติบอดีจะทำงานให้มีการสร้าง  IgY ที่สามารถจับจำเพาะกับส่วนต่างๆ ของแอนติเจน และส่งผ่านไปยังไข่ซึ่งสามารถเก็บและนำมาแยกจากไข่แดง หรืออาจบริโภคไข่แดงได้โดยตรง ขั้นตอนการเตรียมแอนติเจนเป็นขั้นตอนที่ใช้เวลาและต้นทุนมากที่สุด เพราะต้องคัดเลือกส่วนที่สามารถกระตุ้นการสร้างแอนติบอดีที่ดี หากเป็นเซลล์หรือไวรัสก่อโรคต้องมีกระบวนการผลิตแอนติเจนที่ปลอดภัย กรณีเป็นโปรตีนต้องมีแหล่งผลิตโปรตีนที่ทำให้โครงสร้างของโปรตีนในรูปแบบต่าง ๆ และต้องมีกระบวนการสกัดโปรตีนให้บริสุทธิ์ก่อนนำไปฉีด

เพื่อพัฒนากระบวนการผลลิต  IgY ให้มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น โครงการนี้จะทำการศึกษาและทดลองใช้แอนติเจนในรูปแบบใหม่ คือ ใช้  mRNA-based antigen ที่มีรหัสแปลได้เป็นโปรตีนที่จำเพาะกับสาเหตุของการเกิดโรค เช่น spike protein ของ SAR-CoV 2 virus หรือ โปรตีนจากเซลล์มะเร็ง ซึ่ง  mRNA-based antigen  นั้นสามารถผลิตได้ง่าย โดยวิธี  in vitro transcription ในหลอดทดลอง โดยไม่ต้องทำการเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์หรือเซลล์ก่อโรค จึงเป็นแอนติเจนที่มีความปลอดภัยสูง แม้ว่าในปัจจุบันยังไม่มีการรายงานการใช้ mRNA-based antigen  แต่จากรายงานความสำเร็จของ mRNA vaccine ในการป้องกัน COVID-19 ที่จะได้รับการอนุมัติให้นำมาใช้ในเวลาอันใกล้ คณะผู้วิจัยเชื่อว่าน่าจะสามารถผลิต IgY จากแอนติเจนที่อยู่ในรูป mRNA ได้เป็นอย่างดี โดยโครงการนี้จะใช้การพัฒนากระบวนการผลิต IgY ที่จับจำเพาะกับเอนไซม์ Urease และ neutrophil-activating protein ของแบคทีเรีย Helicobactor pyroli ที่เป็นสาเหตุหนึ่งของการเกิดแผลในกระเพาะอาหารรวมถึงมะเร็งในกระเพาะอาหาร หากการผลิต IgY โดยใช้แอนติเจนแบบใหม่นี้ได้ผลดีน่าจะสามารถจับจำเพาะกับโปรตีนทั้ง 2 ชนิด และช่วยในการป้องกันโรคแผลในกระเพาะอาหารรวมถึงมะเร็งในกระเพาะอาหารจากการได้รับ IgY ทั้งสอง